[发明专利]一种在无线中继系统基于随机映射码的数据传输方法

说明书

本发明涉及一种在无线中继系统基于随机映射码的数据传输方法，包括以下步骤：S1：给定权重向量w，源节点根据随机映射码构建方法由w和二进制信息序列得到RPC符号，并广播RPC符号x；S2：中继节点接收源节点经信道广播的RPC符号y_sr，并对y_sr进行Coset编码得到量化取模后RPC符号l_r，并转发给目的节点；S3：目的节点接收源节点经信道广播的RPC符号y_sd，以及中继节点经信道广播的RPC符号y_rd，再对y_sd和y_rd进行联合译码得到二进制信息序列。与现有技术相比，本发明不仅在中继节点处通过量化压缩降低了信号的峰值信噪比，同时也实现了基于随机映射码的接收端链路自适应中继策略，取得了较高的系统吞量。

技术领域

本发明涉及一种无线通信中协作通信方法，尤其是涉及一种在无线中继系统基于随机映射码的数据传输方法。

背景技术

协作中继传输是近年来无线通信领域关注的热点问题之一，在协作通信中，中继信道可以说是源节点与目的节点之间直接信道的一个辅助信道。通过无线中继可以有效对抗衰落，提高频谱效率，增强无线网络的可靠性，也可以提高无线网络系统功耗、误码特性、中断概率以及覆盖范围等方面的性能。在协作中，一个非常关键的方面就是中继节点对来自源节点的信息处理。不同的处理方案导致不同的协作通信协议。

最基本的中继协作技术有放大转发(AF)、解码转发(DF)，如下：

1、AF是一种线性中继方式，即中继处理函数为线性函数，中继不对接收信号作任何处理，仅放大接收信号。目的端接收后按照采取适当的合并准则/方法(选择合并、最大比合并或等增益合并等)合并两个时隙接收到的信号，并进行解调与解码。AF是众多分集模式中最简单的一种，其理论分析相对简单一些，但在目的端为了实现最佳译码，需要知道源端、中继、目的端三者之间的信道状态信息。

2、解码转发模式(DF)是有记忆性的非线性中继方式，即指中继处理函数是非线性的。第一时隙从源端发送数据，中继和目的端都将接收到经信道衰落并叠加了噪声的信号；中继解码第一时隙接收到的从源端发送来的数据，并重新编码与调制，在第二时隙将其转发给目的端。目的端接收后按照采取适当的合并方法合并两个时隙接收到的信号，并进行解调与解码。然而在DF模式下，当源端与中继之间的信道质量较差时，中继解码容易出错，并将错误信息转发给目的端，严重影响了系统性能。

除了两种最常用的放大转发AF和译码转发DF技术外，压缩转发也是目前值得关注的一种中继技术。与译码/放大转发不同的是在中继采用压缩转发策略时，中继转发的是接收信号量化及压缩后的版本。因此，目的节点将由源发送的信息和中继发送的量化取模后的版本进行联合操作。

中继节点的量化取模过程是进行信源编码的过程，即将每个可能接收到的信息用一系列符号进行表示。在目的节点，通过对接收到的一系列比特进行解码来得到量化取模后信息的估计值。这个译码操作只是简单地将接收到的比特映射为一系列的值，从而估计出发送的信息。映射过程通常会引入失真(与量化和压缩操作有关)，失真可以被看作一种噪声。

由信息论我们知道，一个随机变量的熵可以被认为是随机变量的所有样本实现所提供的信息均值。另外，熵也提供了一种标准来衡量信源编码器的性能。从这种意义上来讲，在对等通信网络下，熵提供了中继节点信源编码的速率下界。协作的使用及目的节点处源和中继发送信号的合并，改变了上述观点。在目的节点处对中继发送过来的信息进行解码时，可以将接收到的源节点信息作为边信息，这就允许更低的信源编码速率。

在无线通信中的另一个根本问题就是如何通过设计编码和调制策略在时变的信道环境中取得高的传输率，链路自适应是提高无线网络系统性能的一种重要技术，可分为发送端链路自适应和接收端链路自适应。发送端链路自适应根据信道条件动态调整信道编码和调制，达到优化的无线通信系统性能的目的。实现的主要技术有AMC、HARQ和两种方法的混合模式来实现。但是，发送端实现的链路自适应有其固有的缺陷：